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Universeller LED-Dekoder (V2)

Diese Seite beschreibt den Bau einer Platine, mit der LEDs oder auch Glühbirnchen mit verschiedenen Lichtmustern angesteuert werden können. Die Platine hat eine Dekoder-Funktion und kann mit Motorola- oder DCC-Befehlen angesprochen werden. Die Lichtfunktion ist dabei abhängig von der Firmware des PIC.
 
Die hier beschriebene Platinen-Version ist die V2.xx (Platinenfarbe = Blau). Informationen zur V1.xx (Platinenfarbe = Grün) finden sie noch arrowhier

Anschluss / Stückliste / Download / Variations-Möglichkeiten / In Circuit Programmierung

 
LED-Dekoder V2

 
Will man mit den üblichen Dekodern Beleuchtungseffekte einschalten, so braucht man dazu bisher den Dekoder und die entsprechende Blinkschaltung. Beides habe ich jetzt in einen Effekt-Dekoder integriert. Das Ergebnis: weniger Bauteile, weniger Kabel, weniger Kommunikations-Probleme zwischen den verschiedenen Schaltungen, mehr Spaß:
 
dekoder (8K)

 
Dabei ist es gar nicht so weit hergeholt, die Blinkschaltung mit einem Digital-Befehl einschalten zu wollen. So wird auf den meisten (mir bekannten) Modellanlagen das Licht gar nicht geschaltet, die Lampen brennen dauernd oder werden bestenfalls alle zusammen ein- und ausgeschaltet. Aber in welcher Stadt wird die Häuserbeleuchtung über einen grossen Hauptschalter eingeschaltet? Dieser Dekoder bietet die Möglichkeit, mehrere LEDs oder auch Glühlämpchen direkt anzusteuern. Je nach PIC-Software gibt es dabei verschiedene Möglichkeiten, die Ausgänge zu schalten, z.B.:
  1. Schalten: Ausgänge ein und ausschalten (an-aus, hell-dunkel..)
  2. Signal: Ansteuerung eines Signals (4-begriffig) inkl. Vorsignal (3-begriffig)
  3. Signal 5x2: Ansteuerung von fünf 2-begriffigen Signalen
  4. Signal SBB: Ansteuerung eines SBB-Signals (4-begriffig) inkl. Vorsignal (4-begriffig)
  5. Blinken: Retten, Bergen, Löschen, aber auch Werbung, Baustelle usw.
  6. Kirmes: hier geht es rund, steigen Sie ein..
  7. Haus: Zimmerlicht geht zufällig an/aus
  8. Neon: Neonbeleuchtung flackert beim Einschalten, Schweißgerät
  9. Gaslaterne: Zündung einer Gaslaterne (wenn Neon mal zu modern ist...)
  10. Feuer: gibt Glut-Glimmen - gutes Geflacker, gerne gesehen!
  11. Ampel: Eine Ampel-Schaltung, die wohl viele Wüsche erfüllen dürfte!
  12. Schranke: Andreas-Kreuz bzw. Ampel mit Schranke (rot-weiß)
  13. Funktionsdekoder: Schalten von Funktionen in Fahrzeugen über die F-Tasten
Seite der Vorgänger-Modells V1 gibt es hier:arrowV1.xx
 
Änderungen bei der hier beschriebenen Version V2.00: D1 entfällt und C2 hat größere Bauform. Des Weiteren wurde die Platine so überarbeitet, dass die LED-Montageplatine V2 externer Spannungs-Versorgung verwendet werden kann. Die Software-Varianten bleiben dabei voll kompatibel, d.h. es laufen alle Software-Varianten auf dem alten und dem neuen LED-Dekoder (sofern der richtige PIC verbaut wurde)
Zur besseren Unterscheidung hat die V2 die Platinenfarbe Blau.

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Anschluss

Beispielhaft habe ich hier 3 verschiedene Anwendungsfälle eingezeichnet:
 
anschluss (58K)

 
Fall 1: die Einzel-LED
Hier wird an einen Ausgang eine einzelne LED angeschlossen. Der richtige Vorwiderstand (Pfeil) muss ausgewählt werden, siehe hierzu Berechnung des Vorwiderstandes, wobei die Versorgungsspannung = 16 V ist. Bei Roter/Grüner/Gelber LED ergibt sich etwa 1.5 kOhm, bei Weißer/Blauer LED 3.3 kOhm (Richtwerte).
Fall 2: LED Reihenschaltung
Hier wird an einen Ausgang wird eine ganze Batterie von LEDs angeschlossen. Die maximal mögliche Anzahl von LEDs ergibt sich aus der Summe der LED-Spannungen, die kleiner der Versorgungsspannung von 16V bleiben muss, also z.B. 7 Stück Rot/Gelb/Grün (7 x 2V = 14V) oder 5 Stück Weiß/Blau (5 x 3V = 15V).
Der richtige Vorwiderstand (Pfeil) muss ausgewählt werden, siehe hierzu Berechnung des Vorwiderstandes, wobei die Versorgungsspannung = 16 V ist.
Fall 3: Glühlampe
Auch eine oder mehrere Glühlampen können angeschlossen werden. Handelt es sich um Glühbirnen, die eine Versorgungsspannung von 16V haben, so muss der Vorwiderstand (Pfeil) überbrückt werden (Drahtbrücke oder ein niederohmiger Widerstand, z.B. 47 Ohm).
Sollen Glühbirnen mit einer Versorgungsspannung kleiner 16V angeschlossen werden, ist dies durch Berechnung der richtigen Vorwiderstands (Pfeil) ebenfalls möglich. Die Berechnung erfolgt wie in Fall 1, siehe hierzu Berechnung des Vorwiderstandes bei LEDs. Bei Glühbirnen ist darauf zu achten, dass die Ströme 0.5A je Ausgang und 1A gesamt nicht überschreiten. Evtl. muss der Wert der Sicherung F1 erhöht werden (maximal 1A).

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Die Stückliste

arrow öffentlicher Warenkorb LED-Dekoder (inkl. PIC IC4 = 16F684, 1A Sicherung F1, 10x 1k5-Vorwiderstände für R1..R10, Stift- und Buchsenleiste für X2-X5) bei Reichelt
 
arrow Stückliste als CSV-File für den Import in "MyReichelt"
 
shop Dieser Artikel ist im Shop als Bausatz verfügbar unter der Artikel-Nummer
kit_led
shop

 
QtyPartsBezeichnungGehäuseBezugBestellnummerPreisAnmerkung
1IC4 Prozessor PIC 16F630, SO-14 SO14 ReicheltPIC 16F630-I/SL ca. 1.20 Eurosiehe 1)
Prozessor PIC 16F684, SO-14 ReicheltPIC 16F684-I/SL ca. 1.30 Euro
1IC3 Spannungsregler 78L05 , SOIC-8 SO8 ReicheltµA 78L05 SMD ca. 0.18 Euro
2IC2, IC5 Treiber ULN2003, SO-16 SO16 ReicheltULN 2003 AD SMD ca. 0.24 Euro
1G1 Gleichrichter DF005 gleichrichter ReicheltSMD DF 005 ca. 0.17 Euro
10R1..R10 Widerstand xkx R, 1206 r_1206 ReicheltSMD 1/4W xxxx ca. 0.10 EuroWert LED-abhängig, siehe 3)
1R11 Widerstand 22k , 1206 1206 ReicheltSMD 1/4W 22k ca. 0.10 Eurosiehe 4)
1R12 Widerstand 10 kR, 1206 r_1206 ReicheltSMD 1/4W 10k ca. 0.10 Euro
2C1, C3 Keramik-C 100nF, 1206 c_1206 ReicheltX7R-G1206 100N ca. 0.09 Euro
1C2 Tantal 10uF, 35V, D elko_D ReicheltSMD TAN.10/35 ca. 0.18 Euro
1F1 SMD-Sicherung 0.25 A bis 2.0 A sicherung siehe hier
1X1 Stecksystem 2-polig, RM 3.5 mm AKL182-02 ReicheltAKL 182-02 / AKL 169-02 ca. 0.35 + 0.46 Euro
1X2 Buchsenleiste 1x2-polig, RM 2.54 mm stecker_fe_02 Reichelt(BL 1X20G8 2,54) = 20-polig ca. 0.29 Eurooptional, siehe 2)
1X3 Stiftleiste 1x11-polig gerade, RM 2.54 mm stecker_ma_11 Reichelt(SL 1x40G 2,54) = 40-polig ca. 0.18 Euroabschneiden
Buchsenleiste 1x11-polig gerade, RM 2.54 mm stecker_fe_11 Reichelt(BL 1X20G8 2,54) = 20-polig ca. 0.29 Eurooptional, siehe 2)
1X4 Stiftleiste 2x3-polig, RM 2.54 mm stecker_prg Reichelt(SL 2x40G 2,54) = 2x40-polig ca. 0.28 EuroProgrammierstecker
1X5 Buchsenleiste 1x3-polig, RM 2.54 mm stecker_fe_03 Reichelt(BL 1X20G8 2,54) = 20-polig ca. 0.29 Eurooptional, siehe 2)
1SW1 Taster Schurter LSG 1301.9313, 6.2 x 6.8 mm Taster ReicheltTaster 9313 ca. 0.28 Euro
1LP1 Platine ca. 26 mm x 45 mm led Shop pcb_leddecoder Staffelpreis lt. Shop

(1) inzwischen gibt es einige Software-Projekte, für die ein PIC 16F684 bestückt werden muss, da hier der 16F630 zu klein geworden ist. Auch für alle anderen Projekte gibt es eine 16F684-Variante der Software, sodass jede Software-Variante auf einem LED-Dekoder mit dem 16F684 laufen kann. Daher würde ich dringend zum 16F684 raten!
Bitte beachten Sie: eine Software für den 16F630 läuft nicht auf dem 16F684 und umgekehrt!
 
(2) X2 und X5 sind Vorbereitungen für den Einsatz mit der LED-Montageplatine V2 (Einbaurichtung: nach unten) und ansonsten nicht nötig. X3 muss für den Einsatz mit der LED-Montageplatine V2 als Buchsenleiste (Einbaurichtung: nach unten) bestückt werden.
 
(3) Der Wert richtet sich nach Art und Anzahl der LEDs, siehe auch Anschluss. Sind bereits Widerstände z.B. an den Anschluss-Drähten von Signalen vorhanden, dann empfehle ich eine Bestückung mit 47 Ohm. Dadurch wird der Strom im Falle eines Kurzschlusses begrenzt und der Treiber-Baustein ULN geht dann nicht gleich kaputt. Die Helligkeit der LEDs wird dadurch jedoch nicht merklich beeinflusst, da 47 Ohm im Vergleich zu den z.B. 1500 Ohm der Vorwiderstandes keine wirkliche Rolle spielen.
Bei Verwendung der LED-Montageplatine Inverter sind diese 10 Widerstände mit 10k Ohm zu bestücken
 
(4) bei Verwendung mit LED-Montageplatine Inverter oder LED-Montageplatine V2 bleibt der Widerstand R11 je nach Bestückungsvariante der Montage-Platine teilweise unbestückt! Hinweise bei Bestückungsvariante der Montage-Platine beachten!

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Download

adobe Schaltplan, Bestückungsdruck
Layout für LED-Dekoder V2.00

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Variationsmöglichkeiten

Die Dekoder-Hardware kann durch Verwendung von alternativer Firmware verschiedene Funktionen erfüllen. Für den Led-Dekoder gibt es die folgende Alternativ-Firmware:
 
siehe arrow Schalten
siehe arrow Ausfahr-Signal
siehe arrow SBB-Signal
siehe arrow Blinken
siehe arrow Kirmes
siehe arrow Haus
siehe arrow Neon
siehe arrow Gas
siehe arrow Feuer
siehe arrow Ampel
siehe arrow Schrankensteuerung
siehe arrow Funktionsdekoder

 
Des Weiteren kann die Platine mit der LED-Montageplatine V2 um diverse Möglichkeiten erweitert werden.

In Circuit Programmierung

Über den 5-poligen Stecker X4 kann die
bestückte LED-Dekoder Platine programmiert werden.
 
siehe arrow PICs programmieren
siehe arrow mein PIC-Programmer
LED-Dekoder Programmierstecker X4

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